鋼材的技術(shù)性質(zhì)及驗(yàn)收保管方法

鋼材的技術(shù)性質(zhì)及驗(yàn)收保管方法第一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材技術(shù)性質(zhì)及驗(yàn)收保管方法

1.1分類(lèi)1.按化學(xué)成分分類(lèi)低碳鋼：含碳量<0.25%中碳鋼：低碳鋼：含碳量０.25%～0.6%高碳鋼：含碳量>0.6%（1）碳素鋼

（碳鋼）

（2）合成鋼——專(zhuān)門(mén)加入合金元素按合金元素含量分

低合金鋼：合金元素總含量<5%中合金鋼：合金元素總含量5%～10%高合金鋼：合金元素總含量>10%第二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

按雜質(zhì)含量（品質(zhì)）分類(lèi)普通鋼：含硫量

≤0.050%，含磷量≤0.045%優(yōu)質(zhì)鋼：含硫量

≤0.035%，含磷量≤0.035%高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：含硫量

≤0.025%，含磷量≤0.025%，牌號(hào)后加“高”或“A”特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：含硫量

≤0.015%，含磷量≤0.015%，后加“E”第三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材3.按冶煉時(shí)脫氧程度分

沸騰鋼：脫氧不充分，代號(hào)“F”鎮(zhèn)靜鋼：脫氧充分，代號(hào)“2”半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度介于“F”與“2”之間，代號(hào)“b”特殊鎮(zhèn)靜鋼：脫氧徹底，代號(hào)“TZ”4．按用途分類(lèi)結(jié)構(gòu)鋼：建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)械制造（低、中碳鋼）工具鋼：各種工具（高碳鋼）特殊鋼：不銹鋼（具有各種特殊的物理化學(xué)性質(zhì)）

第四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

1.2鋼材中的常存雜質(zhì)

硫：來(lái)自礦石燃料，生成FeS，鋼材加工時(shí)易裂縫，熱脆性。磷：來(lái)自礦石燃料，生成Fe3P，脆性很大。

碳：煉鋼氧化過(guò)程中存于缸中，害處大于益處，故歸于有害元素。錳：煉鋼時(shí)脫氧、硫殘留鋼中，具有很強(qiáng)的脫氧、硫能力，大大改善鋼材加工性能。硅：脫氧劑，較錳強(qiáng)。兩面性：硅很低時(shí)，強(qiáng)度增加；硅很高時(shí)，其他性能降低。氧：與碳、磷相似。

有害元素第五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

2建筑材料的主要技術(shù)性能力學(xué)性質(zhì)：強(qiáng)度、彈性、塑性、耐磨性…工藝性質(zhì)（可加工性）：冷彎、可焊性

第六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

1力學(xué)性能

1.抗拉性能——是建筑鋼材最重要的力學(xué)性能。

拉伸過(guò)程分四個(gè)階段：

OA：彈性階段

AB：屈服階段

BC：強(qiáng)化階段

CD：頸縮階段第七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第2章建筑金屬材料

拉伸性能指標(biāo)：主要有屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率等。

（1）屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）上屈服強(qiáng)度：試樣首次屈服前的最大應(yīng)力；

下屈服強(qiáng)度：不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)的最小強(qiáng)度，即屈服點(diǎn)Fs

——屈服階段最小應(yīng)力(首次回針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的力),N；Ao

——鋼材的截面積，mm2。

注意：有些鋼材無(wú)明顯屈服點(diǎn)（合金鋼、高碳鋼等硬鋼），應(yīng)采用產(chǎn)生殘余變形為0.2%原標(biāo)距長(zhǎng)度時(shí)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)（稱(chēng)條件屈服點(diǎn)）,記為σ0.2或者σP0.2。第八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材（2）抗拉強(qiáng)度：鋼材所能承受的最大強(qiáng)度。Fb——為最大應(yīng)力，N。相反，值越小，可靠性越低，安全性越低。因此，強(qiáng)屈比一般不低于1.2，抗震結(jié)構(gòu)一般不低于1.25。可靠性參數(shù)

值得注意：強(qiáng)屈比的概念值越大可靠性越高，安全性越高，但利用率降低，浪費(fèi)增大。第九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材（3）伸長(zhǎng)率：塑性指標(biāo)。意義：值越大，塑性增強(qiáng)，可避免結(jié)構(gòu)過(guò)早破壞；加工性增強(qiáng)，安全性增強(qiáng)。值有兩種：5——表示l0=5d0，d0——鋼材直徑；

10——l0=10d0。lo——試件原始標(biāo)距長(zhǎng)度，mm；l1——試件拉斷后測(cè)定出伸長(zhǎng)后標(biāo)距部分的長(zhǎng)度，mm。

第十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六（4）斷面收縮率：塑性指標(biāo)。

AO——試樣拉斷后頸縮處的截面積，mm2；

A1——表示鋼材的原始截面積，mm2。伸長(zhǎng)率和斷面收縮率均表示鋼材斷裂前經(jīng)受塑性變形的能力。第十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六

沖擊韌性

——指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。

試驗(yàn)方法：標(biāo)準(zhǔn)試件的彎曲沖擊韌性試驗(yàn)。

指標(biāo)：試件缺口處單位截面積上所消耗的功,計(jì)作ak,J/cm2。

ak值愈大，鋼材的沖擊韌性愈好。3.耐疲勞性疲勞破壞：交變荷載反復(fù)作用，鋼材在應(yīng)力低于屈服強(qiáng)度時(shí),突然發(fā)出脆性斷裂的現(xiàn)象。

危害極大沖擊韌性試驗(yàn)原理圖第十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六

2工藝性能

冷彎性能：常溫下鋼材承受彎曲變形的能力。焊接性能：鋼結(jié)構(gòu)中90%以上為焊接結(jié)構(gòu),焊接性非常重要。第十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

（1）冷彎性能冷彎性能試驗(yàn)：試件被彎曲的角度（90°、180°）。冷彎試驗(yàn)意義：能反映試件彎曲處的塑性變形，能揭示鋼材是否存在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。冷彎試驗(yàn)也能對(duì)鋼材的焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，能揭示焊件受彎表面是否存在未熔合，裂縫及夾雜物等缺陷。判定標(biāo)準(zhǔn)：若試件彎曲處的外表面無(wú)裂斷、裂縫或起層，認(rèn)為冷彎性能合格。第十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材（2）焊接性能

焊接方式：搭接、對(duì)接焊接要求：①焊接處（焊縫及其附近過(guò)熱區(qū)）不產(chǎn)生裂縫及硬脆傾向。②焊接處與母材一致，即拉伸試驗(yàn)，強(qiáng)度不低于原鋼材強(qiáng)度。影響因素：碳、合金元素等雜質(zhì)元素越多，可焊性越小。第十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

3鋼材的強(qiáng)化與加工

3.1冷加工

——指鋼材在常溫下進(jìn)行的加工。

常見(jiàn)的冷加工方式：冷拉、冷拔、冷軋、冷扭、刻痕等。

特點(diǎn)：鋼材經(jīng)冷加工產(chǎn)生塑性變形，從而提高其屈服強(qiáng)度，這一過(guò)程稱(chēng)為冷加工強(qiáng)化處理。第十六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

3.2時(shí)效處理

——將經(jīng)過(guò)冷拉的鋼筋于常溫下存放15～20d，或

加熱到100～200℃并保持一段時(shí)間,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為時(shí)效處理。自然時(shí)效作用:

鋼筋冷拉以后再經(jīng)過(guò)時(shí)效處理，其屈服點(diǎn)進(jìn)一步提高，塑性繼續(xù)有所降低。

∵時(shí)效過(guò)程中應(yīng)力的消減，∴彈性模量可基本恢復(fù)。人工時(shí)效第十七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

4鋼材的銹蝕與防護(hù)

4.1鋼材的銹蝕

——鋼材表面與其周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而遭到的破壞，稱(chēng)為鋼材的銹蝕?；瘜W(xué)銹蝕電化學(xué)銹蝕——鋼材直接與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生銹蝕，多數(shù)是由氧化作用在鋼材表面形成疏松氧化物。在干燥環(huán)境中反應(yīng)緩慢，但溫度和濕度較高，銹蝕則發(fā)展迅速?！摬谋旧斫M成上的原因和雜質(zhì)的存在，在表面介質(zhì)的作用下，各成分電極電位的不同，形成微電池，鐵元素失去了電子成為Fe2+進(jìn)入介質(zhì)溶液，與溶液中的OH-離子結(jié)合生成Fe（OH）2。銹蝕的結(jié)果：在鋼材表面形成疏松的氧化物，使鋼結(jié)構(gòu)斷面減小，降低鋼材的性能，因而承載力降低。第十八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

4.2鋼材的防護(hù)

三個(gè)方面：從改變鋼材本身的易腐蝕性、隔離環(huán)境中的侵蝕性介質(zhì)或改變鋼材表面的電化學(xué)過(guò)程。（1）采用耐候鋼（耐大氣腐蝕鋼）（2）金屬覆蓋——電鍍或噴鍍的方法覆蓋在鋼材表面。（3）非金屬覆蓋——在鋼材表面用金屬材料做為保護(hù)膜,

如噴涂涂料、搪瓷和塑料等。（4）混凝土用鋼筋的防銹第十九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

5土木工程常用鋼材

5.1鋼結(jié)構(gòu)用鋼

5.2混凝土結(jié)構(gòu)用鋼第二十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

5.1鋼結(jié)構(gòu)用鋼

1.碳素結(jié)構(gòu)鋼（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)

表示按順序：屈服點(diǎn)字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值（單位MPa）、質(zhì)量等級(jí)（有A、B、C、D4級(jí)，逐級(jí)提高）和脫氧方法（F：沸騰鋼，b：半鎮(zhèn)鋼，Z：鎮(zhèn)靜鋼，TZ：特殊鎮(zhèn)鋼。牌號(hào)表示時(shí)Z、TZ可省略）。例如：Q235—A·F表示屈服點(diǎn)為235MPa，A級(jí)沸騰鋼。

Q235—B表示屈服點(diǎn)為235MPa，B級(jí)鎮(zhèn)靜鋼。第二十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

（2）碳素結(jié)構(gòu)鋼的選用碳素結(jié)構(gòu)鋼依牌號(hào)增大，含碳量增加，其強(qiáng)度增大，但塑性和韌性降低。建筑工程中主要應(yīng)用Q235號(hào)鋼,可用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管與鋼筋。具有較高的強(qiáng)度，良好的塑性、韌性，可焊性及可加工等綜合性能好,且冶煉方便，成本較低，因此廣泛用于一般鋼結(jié)構(gòu)。其中C、D級(jí)可用在重要的焊接結(jié)構(gòu)。Q195、Q215號(hào)鋼材強(qiáng)度較低，但塑性、韌性較好，易于冷加工，可制作鉚釘、鋼筋等。Q225、Q275號(hào)鋼材強(qiáng)度高，但塑性、韌性、可焊性差，可用于鋼筋混凝土配筋及鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件及螺栓等。受動(dòng)荷載作用結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)及低溫下工作的結(jié)構(gòu)，不能選用A、B質(zhì)量等級(jí)鋼及沸騰鋼。第二十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（1）低合金高強(qiáng)度鋼的牌號(hào)

共有5個(gè)牌號(hào)牌號(hào)由三部分表示：含碳量、合金元素的種類(lèi)及含量。前兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)；其后的元素符合表示按主次加入的合金元素；合金元素后面如未附數(shù)字，表示其平均含量在1.5%以下；如附有數(shù)字“2”,表示其平均含量在1.5%～5%之間最后如附有“b”，表示為半鎮(zhèn)靜鋼，否則為鎮(zhèn)靜鋼。例如：16Mn表示平均含碳量為0.16%，平均含碳量低于1.5%的鎮(zhèn)靜鋼。第二十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材（2）低合金高強(qiáng)度鋼的選用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼具有輕質(zhì)高強(qiáng)，耐蝕性、耐低溫性好，抗沖擊性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)等良好的綜合性能；具有良好的可焊性及冷加工性，易于加工與施工，因此，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼可以用作高層及大跨度建筑（如大跨度橋梁、大型廳館、電視塔等）的主體結(jié)構(gòu)材料。與普通碳素鋼相比可節(jié)約鋼材，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)?shù)秃辖痄撝械你t含量達(dá)11.5%時(shí)，鉻就在合金金屬的表面形成一層惰性的氧化鉻膜，成為不銹鋼。不銹鋼具有低的導(dǎo)熱性，良好的耐蝕性能等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是溫度變化時(shí)膨脹性較大。不銹鋼既可以作為承重構(gòu)件，又可以作為建筑裝飾材料。第二十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

5.2混凝土結(jié)構(gòu)用鋼

1.熱軋鋼筋（1）牌號(hào)熱軋鋼筋分為R235、HRB335、HRB400、HRB500四個(gè)牌號(hào)。

牌號(hào)意義：R代表熱軋光圓鋼筋、HRB代表熱軋帶肋鋼筋，其中熱軋光圓鋼筋由碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成，表面光圓；熱軋帶肋鋼筋由低合金鋼軋制而成，外表帶肋。

牌號(hào)中的數(shù)字：表示熱軋鋼筋的屈服強(qiáng)度。第二十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材（2）熱軋鋼筋的選用光圓鋼筋的強(qiáng)度較低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，廣泛用做普通鋼筋混凝土。

HRB335，HRB400帶肋鋼筋的強(qiáng)度較高，塑性及焊接性也較好，廣泛用做大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋。

HRB500帶肋鋼筋強(qiáng)度高，但塑性與焊接性較差，適宜作預(yù)應(yīng)力鋼筋。第二十六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

冷拉熱軋鋼筋

為了提高強(qiáng)度以節(jié)約鋼筋，工程中常按施工規(guī)程對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行冷拉。冷拉熱軋鋼筋分為：冷拉Ⅰ級(jí)、冷拉Ⅱ級(jí)、冷拉Ⅲ級(jí)、冷拉Ⅳ級(jí)第二十七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材（3）冷拉熱軋鋼筋的選用冷拉I級(jí)鋼筋適用作非預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋。冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)鋼筋強(qiáng)度較高，可用作預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋。由于冷拉鋼筋的塑性、韌性較差，易發(fā)生脆斷，因此，冷拉鋼筋不宜用于負(fù)溫度、受沖擊或重復(fù)荷載作用的結(jié)構(gòu)。第二十八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

3.冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋是用低碳鋼熱軋圓盤(pán)條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在其表面冷軋成三面有肋的鋼筋。冷軋帶肋鋼筋代號(hào)為CR，按抗拉強(qiáng)度分為三級(jí)：CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170，其中數(shù)值表示鋼筋應(yīng)達(dá)到的最小抗拉強(qiáng)度值。冷軋帶肋鋼筋提高了鋼筋的握裹力，可廣泛用于中、小預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也可用于焊接鋼筋網(wǎng)。第二十九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

4.冷軋扭鋼筋加工：冷軋扭鋼筋由低碳鋼熱軋圓盤(pán)條經(jīng)專(zhuān)用鋼筋冷軋扭機(jī)調(diào)直、冷軋并冷扭一次成型，具有規(guī)定截面形狀和節(jié)距的連續(xù)螺旋狀鋼筋。分類(lèi)：按其截面形狀不同分為I型(矩形截面)和Ⅱ型(菱形截面)兩種類(lèi)型。代號(hào)為L(zhǎng)ZN。應(yīng)用：冷軋扭鋼筋可適用于鋼筋混凝土構(gòu)件.特點(diǎn)：冷軋扭鋼筋與混凝土的握裹力與其螺距大小有直接關(guān)系。螺距越小,握裹力越大,但加工難度也越大,因此,

應(yīng)選擇適宜的螺距。冷軋扭鋼筋在拉伸時(shí)無(wú)明顯屈服臺(tái)階，為安全起見(jiàn)，其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度采用0.8σb。第三十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

5.熱處理鋼筋加工：熱處理鋼筋是用熱軋螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火的調(diào)質(zhì)處理而成的。代號(hào)為RB150。種類(lèi)：按螺紋外形可分為有縱肋和無(wú)縱肋兩種。牌號(hào)：熱處理鋼筋有40SiMn、48Si2Mn和45Si2Cr等三個(gè)牌號(hào)。應(yīng)用：目前主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕，用以代替高強(qiáng)度鋼絲，配筋根數(shù)減少,制作方便,錨固性能好,建立預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定。也用于預(yù)應(yīng)力混凝土板、梁和吊車(chē)梁，使用效果良好。熱處理鋼筋系成盤(pán)供應(yīng)（每盤(pán)長(zhǎng)約20mm），開(kāi)盤(pán)后能自然伸直，不需調(diào)直、焊接，故施工簡(jiǎn)單，并可節(jié)約鋼材。第三十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材

6.預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線(xiàn)（1）預(yù)應(yīng)力鋼絲分類(lèi)：按交貨狀態(tài)分為冷拉鋼絲及消除應(yīng)力鋼絲兩種；按外形分為光面鋼絲、刻痕鋼絲、螺旋鋼絲三種；按松馳能力分為I級(jí)松馳和Ⅱ級(jí)松馳兩級(jí)。代號(hào)：RCD（冷拉鋼絲）、S（消除應(yīng)力鋼絲）、SI（消除應(yīng)力刻痕鋼絲）、SH（消除應(yīng)力螺旋肋鋼絲）。（2）預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)分類(lèi)：按捻制結(jié)構(gòu)分為三類(lèi)：用兩根鋼絲捻制的鋼絞線(xiàn)（表示為1×2）、用三根鋼絲捻制的鋼絞線(xiàn)（表示為1×3）、用七根鋼絲捻制的鋼絞線(xiàn)（表示為1×7）。按應(yīng)力松馳能力分為I級(jí)松馳和Ⅱ級(jí)松馳兩種。第三十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六建筑鋼材（3）預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線(xiàn)的應(yīng)用

主要用于大跨度、大負(fù)荷的橋梁、電桿、枕軌、屋架、大跨度吊車(chē)梁等，安全可靠，節(jié)約鋼材，且不需冷拉，焊接接頭等加工，因此，在土木工程中得到廣泛應(yīng)用。第三十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六鋼材驗(yàn)收與保管熱軋鋼筋材料質(zhì)量檢驗(yàn)：主控項(xiàng)目：

1）抽樣檢驗(yàn)力學(xué)性能

2）對(duì)一、二級(jí)抗震等級(jí)，檢驗(yàn)的強(qiáng)度實(shí)測(cè)值符合下列規(guī)定：（1）強(qiáng)曲比的實(shí)測(cè)值≥1.25

（2）鋼筋屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3，即：

fy實(shí)測(cè)/fyk≤1.3